加齢に伴う海馬シナプス機能低下における細胞内カルシウムホメオスタシスの役割

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アルツハイマー病などの神経変性疾患とは異なり、通常の老化による認知機能の低下においては海馬神経細胞の脱落を必ずしも伴わないことから、近年では神経細胞死に先立って機能障害がおこり、シナプス伝達に変化が起こることが重要であると考えられてきている。細胞機能は細胞内Ca2+ホメオスタシスにより制御されており、これが破綻してシナプス可塑性を減弱させることが加齢性認知機能低下につながる可能性が高い。本研究は、加齢性に衰える脳機能における細胞内のCa2+ホメオスタシスの関与を証明し、この機序を明らかにすることによって予防・治療につなげることを目的としている。我々はこれまでに記憶・学習と関連が深いと考えられている海馬CA1領域の長期増強(Long-term potentiation:LTP)が加齢に伴い減弱することを示してきた。本年度は、この原因を探る一環としてCa2+イメージングシステムを立ち上げ、電気生理学的手法と組み合わせることにより詳細なシナプス解析が可能となった。これを用いて海馬CA1の興奮性シナプス後電位(EPSP)の波形解析を行ったところ、加齢に伴ってEPSPの減衰時間が延長することが明らかとなった。この減衰時間の延長は細胞内Ca2+動態とリンクしているため、加齢時にはCa2+ホメオスタシスに変化が生じていると示唆された。次に、このEPSP波形の延長に関与するCa2+ホメオスタシス関連分子の探索を行い、現在までのところCa2+排出系に大きく関与するNa+-Ca2+交換体（NCX）は関与しないとの結果を得ている。今後、加齢性に発現量が変化するCa2+ホメオスタシス関連分子を網羅的に検討し、それらのシナプス可塑性および認知機能への影響を検討することにより総合的なCa2+ホメオスタシスと加齢性認知機能低下の相関を検討していくことを予定している。